内容正文:
技术与设计2
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第一章结构及其设计
学习结构技术,体验简单结构的设计过程,欣赏结构的精美、和谐与经典,有助于我们处理简单结构设计问题,解决现实中有关结构的问题,拓宽思维和想象空间。
学前沙龙:欣赏典型结构,学做简易衣帽架
让我们先从欣赏三组图片(图1-1)开始,走进结构的大千世界,探索结构的奥秘。
上面图片中的建筑物、交通工具及生活、学习和体育器材等,都具有结构的新奇特色。如港珠澳大桥采用深达40多米的海底沉管隧道,滴水不漏。从赵州桥到港珠澳大桥,先进的结构技术为中国桥文化铸就了不朽的辉煌!
上述三组图片示物的技术核心是结构,它们的共同特点是都要承受和抵抗各种各样的作用力,抵抗可能由此引起的变形或损伤。它们都是结构设计的成果。
本次沙龙,极大地激发了同学们对结构探究的兴趣。有同学提议,为改善宿舍的环境,我们自行设计、制作一个简易衣帽架吧!这个想法一提出,即刻得到了大家的一致赞同。
制作出的衣帽架,应当能承受相应的重量,达到结实、不易变形、经济、美观等要求。那么,选用什么架构、什么材料、什么几何形状与尺寸,采用怎样的连接、装配与安装方式等,需要科学地设计。为了解决这些技术问题,我们应先学好结构及其设计。
第一节初识结构
问题思考
无论是衣帽架还是椅子或凳子,都要承受挂在或压在其上的物体产生的压力或其他力。设计时,首先要考虑它们作为结构是否能够承受这些力。同样,设计火箭时,也要考虑火箭的外壳与内部结构是否能承受相应的力。总之,进行每项设计,都会遇到设计对象承受力的问题。
那么,如何使设计的衣帽架既牢固又方便使用,外形还美观?
一、结构实例展示
问题思考
生活中常见的凳子大多是什么样的?人坐在凳子上时,会给凳子施加什么样的力?在你教室所坐的凳子上感受一下。
实例1传统的板凳———种经典的力学结构
图1-2中的板凳都由凳面和凳腿两个基本部分组成。凳面和凳腿是怎样搭配和组合(架构)的呢?3种板凳有什么不同?我们先从“怎样架构”的角度进行讨论。
板凳( a)有4条腿,凳腿之间略呈“八”字形态,两根横掌( cheng )分别将左端两条凳腿和右端两条凳腿连接在一起。
板凳(b)在板凳(a)的基础上去掉了两根横穿。
板凳(c)在板凳(a)的基础上加了1根长赏,将左端两条凳腿和右端两条凳腿之间的横棠连接在了一起。
技术探究
如果板凳(b)断了1条腿,或者将其4条腿都